排水管头塑料模具设计与制造2

绪论

1.本课题的意义、目的及应达到的要求

本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后， 总结条 理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工 作中使用。同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料 和使用工具书以及手册的能力。 【1】 本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业实习和毕业设计的实践性环 节，对医学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域 的新知识。具体的要求是：

1．系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。

2．运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知 识的训练。

3．通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设 计和科研的基本过程和基本方法。

4．提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知 识。

2 本课题的国内外现状

2.1 我国塑料模具工业的发展现状　

　我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平 有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、

6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精 密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模 具。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm～0.05mm，表面粗糙度 Ra0.2μm，模具质 量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，

（1）成型工艺方面：多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽 芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成

熟，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不 到 10%，与 国外的50%～80%相比，差距较大。　

（2）在制造技术方面：CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产 家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统，美国 EDS 的 UG Ⅱ、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、 以及一些塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在 我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如对 充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国 模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很 大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发 的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、 能在微机上应用且价格低等特点， 为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条 件。　

（3）模具材料方面：近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢， 如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重 大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广 泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具 标准化程度的商品化程度一般在30%以下， 和国外先进工业国家已达到70%～80% 相比，仍有差距。

2.2 我国塑料模具工业的发展趋势

2..2.1 我国塑料模具工业今后的主要发展趋势

据有关方面预测， 模具市场的总体趋势是平稳向上的， 在未来的模具市场中， 塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料 工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、 复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具 中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率 角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使 各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高

速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具， 特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在 汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展， 特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产 品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些 都是塑料模具市场的增长点。　

2.2.2 我国塑料模具工业和今后的主要发展方向

　（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑 料模成型的制品日渐大型化、 复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的 一模多腔所致。　

（2）.在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM技术 已发展成为一项比较成熟的共性技术， 近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价 格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基 于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将 逐步提高； 塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工 业中发挥越来越重要的作用。　

（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用 热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量， 并能大幅度节省塑料制件的原材 料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器 件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体 辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电 行业中正逐步推广使用。 气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺 参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较 大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保 塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。　

（4） .开发新的成型工艺和快速经济模具。 以适应多品种、 少批量的生产方式。

（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具 标准化程度仍较低， 与国外差距甚大， 在一定程度上制约着我国模具工业的发展，

为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首 先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高 商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品 种。　

（6）.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十 分必要。

（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐 标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调 整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。　

3 国外塑料模具的发展现状

（1）模具生产效率高，工期短，人均产值高。各企业共同之处是厂房设备 密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率 高。一般模具企业，人均年产值为5～14万美元。

（2）专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定。模具企业专业分工较细， 生产协作紧密。每家企业只生产某一类模具，各家都有自己的拳头产品，这利于 在技术上精益求精，以利在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都 是外购的，有些零件加工业是由其他厂协作。

（3）模具企业带件生产比较普遍，有利于企业发展。模具作为单件或极小 批量产品，技术密集和精密加工设备密集，与模具成型制品的大批量生产相比， 投入大，产出低，因而制约了模具企业大发展。他们注重模具与制品一体化，模 具与制品相辅相成，互相促进，有利于模具企业的发展。

（4）紧跟主产品需求开发模具，重视开拓海外市场。模具工业发展较快， 紧跟主产品需求开发制造模具是一个重要因素。近几年 3C 电子产品和汽车工业 的迅速发展，带动了模具工业的发展。目前模具产值的76%源自3C产品和汽车、 摩托车提供的产品。模具行业以很强的市场敏感性，以最短的生产周期满足了这 些行业的需求。大陆的许多 3C 产品和汽车模具就来自美国，日本和西欧，以及 台湾。

（5）CAD/CAE/CAM 和高速切削加工技术应用广泛。他们的模具生产效率较 高，市场快速反应能力强，CAD/CAE/CAM技术和高速切削技术的普及应用，无疑 是一个重要因素。　　

4．本设计所要解决的问题

在我们设计的排水管头塑料模具的设计与制造过程中， 根据所学的知识和我 们在毕业实习中所积累的经验，所采用方案如下。该塑件是排水管头，大批量生 产，塑件的材料采用常用的原料ABS，属于常用的工程材料。排水管头设计有螺 纹和侧向分型机构,塑件的螺纹可以在模塑时可直接成型，生产外螺纹模具采用 型环成型，也以用后加工的方法机械加工。当采用螺纹型环的时候，可采用螺旋 抽芯机构直接成型外螺纹，然后进行后加工;而当我们采用型环进行加工的时候 根据具体情况我们还可以不采用螺旋抽芯机构而采用侧向抽芯， 再进行后处理的 方法（主要是我们的产品的壁厚小于3mm，为了防止在塑料制件在脱模制件的螺 纹处出现质量缺陷）。

1 工艺性分析

1.1：塑料的原材料分析 【1】

（1）吸湿性强。成型前须充分干燥要求其含水量小于 1％，对于表面光泽要 求较高的制品，需长时间干燥。

（2）流动性较好（溢边值为 0.04mm 左右）易于充模，粘度对剪切速率较敏 感，同时还与注射温度和注射压力有关，其中注射压力影响较为显著，因此 提高流动性要从提高注射压力入手。

（3）成型难度大，须采用较高的料温和模温。对于耐热抗冲击性和中抗冲击 性制件，应在允许的范围内料温取较大值。

（4）精度对之制件影响较大，有破坏 ABS 橡胶相的倾向，通常 ABS 在 250℃ 左右变色，270℃开始分解。

（5）若制件精度要求较高模温宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光泽模 温宜取60～80℃，我们的线圈骨架采用60℃。

（5）注射压力应比聚苯乙烯较大，采用螺杆式注塑机料温可取160～220℃， 注射压力可取70～90MPa。

（6）模具设计过程中注意事项，浇注系统流动阻力应尽可能小，浇口位置及 形式应合理并能防止熔接痕的产生，同时要考虑模具制造的经济性和加工的 合理性。

1.2：塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析

从该制品的零件图可知；形状，结构对制件脱模要求较高，但对尺寸大小， 产品精度和表面质量要求都不高。

（1）成型制件的尺寸大小主要取决于塑料原料的流动性和注射时的压力在一 定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料品种可以成型较大的制件，塑料 ABS 的流动性能较好，适于成型较大的制件。在这里排水管头注塑模具的尺

寸较小，注塑时的压力要求不太大，一般的注塑压力就能满足。

（2）制品的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动 和模具制造误差，此处塑料件未注公差，由于该制件的原材料为ABS，而ABS 的制件公差等级较低为MT5级，该塑件的精度等级较低。受模具活动部分的 影响，取公差值和附加值之和，MT2级取0.05，MT3-5级取0.1。【2】

（3）制品的表面质量；塑料制件的精度等级较低，我们所要获得的制件对 制品的表面质量除要求无缺陷，毛刺，无特殊要求，一般的模具制造工艺和 注塑工艺就能满足要求。

（4）制品的形状结构；制品的壁厚均匀为3mm。符合ABS的最小壁厚原则， 在制件的前端螺纹处的壁厚较小（小于3mm），螺纹在成型时容易出现质量缺 陷，所以在模具的设计和加工过程中要特别注意，防止出现缺陷，由于制件 的尺寸较小，ABS的强度较大不需增设加强筋。

1.3：计算塑料制件的体积和质量

计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数量。

计算塑料制件的体积：

V=∏/4（15×15－5×5）×3＋∏/4（10×10－5×5）×10－2×3×10 =1.3㎝3

（在这里为大致计算， 其中圆角和螺纹处的尺寸可不预考虑在选取注塑

机时适当放缩。 ）

查 《模具设计与制造简明手册》 知聚苯乙烯一般密度为ρ=1.04～1.05g/cm3， ABS耐热型塑料密度为ρ=1.02～1.16g/cm3

由下式换算聚苯乙烯体积：

Q= ρ1V/ρ2=1.05/1.09×1.3

由密度可得出单个制件的质量：

Q=ρ1V=ρ1V/ρ2×ρ1=1.05×1.05/1.09 ×1.3

=1.3g 【3】

1.4：ABS 塑料注射成型的工艺参数。（注塑工艺卡）

注射温度包括料筒温度和喷嘴温度

料筒温度：后段温度t1选用150～170℃

中段温度t2选用165～180℃

前段温度t3选用180～200℃

注塑压力一：选用55～65mpa

注塑时间： 选用0～5s

保压压力： 选用 65mpa

保压时间： 选用10s

冷却时间： 选用15s

1.5：塑料成型设备的选取

根据计算及原材料的注射成型参数初选注塑机为xs-z-30

查材料可知：

注射容量： 30m3

注射压力： 116.6mpa

锁模力： 25t

最大注射面积: 90c㎡

模具厚度： 60～180mm

模板行程: 160mm

喷嘴 球直径： R12mm

孔直径： Ф2mm【4】

2 注塑模具结构的设计

2.1 模腔数量的确定

塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的 塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济 性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；

2.1.1 按注射机的额定锁模力确定型腔数量 N1 N1=其中： F 1 B ×－PC A A F 注塑机的锁模力 N

PC 型腔内的平均压力mpa

A

B 每个制件在分型面上的面积（m㎡） 流道和浇道在分型面上的投影面积（m㎡）

B 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析 B 为（0.2～0.5），常 取 B=0.35，熔体内的平均压力取决于注射压力，一般为 25～40mpa 实际所需锁 模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F则 0 . 6 F 25000× 0 . 6 N1==×157=31.8（个） APC 30

2.1.2 注射机注塑量确定型腔数目 N2

N2=（G－C）/V

其中： G

V

C 注射机的公称注塑量（cm3） 单个制件体积 （cm3） 流道和浇口的总体积（cm3）

生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的0.75～0.45倍，取0.6倍计算， 同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的0.2～ 1倍，现取C=0.6则

0 . 6 G 0 . 375 G N2===60×0.375 1 . 6 V V

=8.65（个）

从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取N1，N2中的较小值，在这里可 以选取的个数是 2，4，6，8，个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以 及模具的主流道长度最好小于 60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件 充型不足等缺陷。我们所设计的排水管头模具采用一模四腔的方案，即

N=4 【5】

【6】 2.2 分型面的选择以及型腔的排列方式的确定

2.2.1 分型面的选择；

模具设计的过程中分型面的选择很关键，它决定了模具的结构，应根据 分型面选择的原则来确定模具的分型面:

（1）塑件脱出方便：尽量使塑件滞留在动模一侧，模具的脱模机构在 动模一侧，一般将主型芯装在动模一侧，使塑件的包紧在主型芯上，型腔可 以设在定模一侧。 【杨占尧】

（2）模具结构简单，使模具容易切削加工，从简化模具加工来考虑， 对要求抽芯的塑件，应尽量避免在定模部分抽芯。

其他必须型腔排气顺利，确保塑件质量，无损塑件外观，设备利用合理 以及塑件的成型要求来选择分型面。

该塑件为排水管头，表面无特殊的要求，由于制件有外螺纹和侧向抽芯 的孔，因此制件需要螺纹型环和侧向抽芯机构，分型比较复杂，可采用螺旋 抽芯和侧向分型，但是由于制件的壁厚较小（螺纹处壁厚小于 3mm）为了防

止在卸下时制件被损坏，可以采用侧向分型和开模方向的分型，故分型面选 择如下图所示：

图一 分型面选择

2.2.2 确定型腔的排列方式；

本塑件在设计时采用一模四腔的设计方案，即综合考虑模具的开模行程较 短，注塑机有足够的开模空间，浇注系统符合原则（主流道的长度小于60mm）， 模具结构简单以及制件精度符合图纸要求 （这里模具的精度等级图纸无要求， ABS 的未注公差等级为MT5）以制件生产的经济性，可采用下图所示的型腔排列方式

和分型面选择。

图二 型腔的排列方式

2.3 浇注系统的设计

2.3.1 主流道设计；

根据XS-Z-60型注塑机喷嘴的有关尺寸

喷嘴前端孔径： d0=Ф2mm 【6】

喷嘴前端球面半径： R0=12mm

根据模具主流道与喷嘴的关系：

R=R0+（1～2）mm

D=d0+(0.5～1)mm

取主流道的球面半径： R=13mm

取主流道的小端直径d=Ф3mm

为了方便将凝料从主流道中拔出， 将主流道设计为圆锥形式其斜度取1～ 3度经换算得主流道大端直径D=4mm，为了使料能顺利的进入分流道，可在主 流道的出料端设计半径r=5mm的圆弧过渡。

2.3.2 主流道衬套的选取。【6】

为了提高模具的寿命在模具与注塑机频繁接触的地方设计为可更换的主 流道衬套形式，在这里我们设计的模具较小，可以将主流道衬套与定位环设 计为一个整体。选取材料为T8A，热处理以后的硬度为53～57HRC，主流道衬

套和定模的配合形式为 H7/m6 的过渡配合。衬套的长度应与定模配合部分厚 度一致主流到出口处的端面部的突出在分型面上，否则不仅会造成溢料还会 压坏模具。

2.3.3 分流道设计

分流道的形式和尺寸应根据塑件的体积，壁厚和形状的复杂程度来确定 分流道的长度的。由于塑件的形状比较简单，ABS 的流动性好，冲型能力比 较好，因此可采取半圆形分流道，便于加工。根据主流道大端直径D=Ф4mm， 则半圆形可选用半径为R=2mm的截面。

2.3.4 浇口设计

根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用扇形浇口较为理想，设计 时考虑选择从塑件的上表面进料，而且采用镶拼结构，有利于填充，排气， 扇形浇口的规格为L=1.3mm h1=0.25～1.6mm b=6～B/4=6～8mm c=R0.3或者 0.3×45度。【6】

2.3.5 排气结构的设计

在注塑模具的设计过程中，必须考虑排气结构的设计，否则，熔融的塑 料流体进入模具型腔内，气体如不能及时排出会使制件的内部有气泡，甚至 会产生很高的温度使塑料烧焦，从而出现废品。

排气方式有两种：开排气槽排气，利用和模间隙排气。

由于排水管头注塑模具是小型镶拼式模具，可直接利用分型面和镶拼间 隙进行排气，而不需在模具上开设排气槽。（ABS 塑料的最小不溢料间隙为 0.04mm，间隙较小，再加上ABS的流动性较好，也不宜开排气槽。）

2.4 模具侧向分型机构

注射模中和模导向机构主要用来确保动模和定模两部分以及其他零件的 准确闭合，实现脱模机构的同时进行，避免各零件发生碰撞和干涉，对中小型模 具导向机构多采用导柱导套结构，而需要侧向抽芯的机构常采用斜导柱（需要抽 拔距较小的模具采用）或弯销（需要抽拔距较大的模具采用）。

线型骨架注塑模的抽拔距较小，可采用斜导柱就能满足侧向分型的需要，斜 导柱如上图所示：

材料：T8A 热处理：HRC50～55

注： 1。未注倒角不大于 0.5×45°

2．滑动部分可按需要设计油槽

图三：斜导柱

2.5 抽芯距的确定

本塑件的侧向抽芯部分垂直于脱模方向，阻碍成型后塑件从模具中取出，因 此成型侧凹的型芯可做成镶嵌件，本模具采用斜导柱抽芯机构。

（1） 确定抽芯距

抽芯距一般大于侧凹深度本副模具设计中必须高于制件最小高度的一半 H1=B 2 12 ==6mm 2 2

另加3～5mm的抽芯安全系数，可取抽芯距为10mm

（2）确定斜销的倾角

斜导柱的倾角 a 是斜销机构的主要技术参数，它与抽拔距和抽芯距有直接 关系，一般取15°～25°本副模具取a=20°

（3）确定斜销的尺寸

斜导柱的直径取决于抽拔力以及倾角可按设计资料有关公式进行计算， 本 例可采用经验估值，取斜导柱的直径d=Ф12mm

（4）斜导柱的长度【3】

可根据抽拔距，固定端模板的厚度，斜销直径及斜角大小确定：

L=L1+L2+L3+L4+L5 =D h h H ×tana++++（10～15） 2 cos a 2 tan a sin a

=98

取： L=100mm

（5）滑块和导滑槽设计

由于侧凹的尺寸较小型芯滑块可采用整体式加工增加强度， 导滑槽的

导滑长度和定位装置的设计可采用经验法，侧向抽芯的抽拔距较小，也无 须滑块的定位装置。

3 模具工作零件的设计

3.1 凹模的设计

本副模具采用哈夫块式凹模结构， 制件分两列串放于模具型腔里其上带有嵌

件，嵌件见下图

图四 嵌件图

根据分流道与浇口的设计要求， 分流道与浇口设在凹模型腔上其结构见图所

示。 图五 分流道与浇口

3.2 排水管头注塑模具的工作尺寸（包括型腔和型芯的尺寸）

本例中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸， 平均收缩率平均制造公差 和平均磨损率来计算。

查教材表 1-3 塑料 ABS 的成型收缩率为 S=0.3～0.8％，故平均我们取为 Scp=0.5％。考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取Б=Δ/3。

3.2.1 凹模工作尺寸的计算

表一：凹模工作尺寸表

3.2.2 凸模工作尺寸的计算 （如表二 中所示）

3.3 型芯结构的确定：

3.3.1 型芯的设计

可根据模具的各部分结构确定型芯的尺寸和结构。如下图所示（型芯的具体 尺寸见型芯图）

图六 型芯的结构图

注（1） 材料

（2） 技术要求 45钢 热处理后材料的硬度达到 50～56HRC

要求有一定的耐磨性和耐腐蚀性

3.3.2 型腔的设计

可根据模具的各部分结构确定型腔的尺寸和结构。如下图所示（型腔的具体 尺寸见型芯图）

凹模板尺寸：根据矩形凹模最小壁厚经验曲线知，此塑件的成型压力小于

30MPA，那么尺寸见下图

图六 型芯的结构图

注 （1） 材料

（2） 技术要求 45 钢 热处理后材料的硬度达到 50～56HRC

要求有一定的耐磨性和耐腐蚀性

4 模具加热和冷却系统的设计

塑料在生产过程中由于需要对熔融的塑料流体进行冷却， 塑料制件不能有太 高的温度（防止出模后制件发生翘曲，变形）冷却系统设计可按下式进行计算： 设该模具平均工作温度为 60°，用 20°的常温水作为模具的冷却介质，其 出口温度为30°，产量为（1分钟 2模）1000g/h。

4.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量为 Q3，

查有关文献得ABS的单位热流量为Q2=314.3～398.1J/g ,取Q2=350J/g：

Q3=WQ2=1008g/h×350J/h=352800J

4.2 求冷却水的体积流量 V

V=WQ1/Pc1(T1－T2)

=352800/60×1/1000×4.2－（30－20）

=140 cm 3

=0.14×10 _ 3

体积流量所需的冷取水管直径非常小。

4.3 确定模具的冷却系统

由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水量很小，故在这里我们可以 采用直径为Ф8mm的孔，水冷即可。

5 模具闭和高度的确定

在支撑板与固定零件的设计中根据经验确定：定模板厚度 H =20mm，斜楔块厚度为 H =30mm，型腔板厚度为 H =32mm，推件 1 2 3 板厚度为 H 4 =10mm，型芯固定板厚度为 H 5 =20mm，垫板厚度为

H =15mm，模脚厚度为 H =30mm(考虑模具的抽芯距)如下图所示： 6 7

图八 模具装配草图

6 注塑机有关参数的校核

本模具的外形尺寸为 160mm×140mm×157mm,XS—Z—30 型注塑机模板最大 安装尺寸是250mm×280mm。

由于上述计算的模具闭合高度为 157mm，XS—Z—30 型注塑机的最小模具厚 度为60mm，最大模具厚度为180mm

6.1 模具合模时校核：

60mm

6.2：模具开模时校核：

70mm

其中：10mm为模具的抽拔距

经校核XS—Z—30型注塑机能满足使用要求故可以采用。

7 模具的装配

7.1：装配主要要求如下

（1）模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm 分模处要求密合。 （2）推件时推杆与卸料板要保持同步。 （3）上、下模型芯必须紧密接触。

（4）保证模具的上模板上平面和下模板下平面的平行度。 （5）导柱轴心线和下模板下平面的垂直度。 （6）导套轴心线和上模板上平面的垂直度。

【7】

7.2 装配时以分型面密合作为该模具的装配基准，装配顺序如下

（1） 装配前检查主要工作零部件及其它零件尺寸是否符合图纸要求。 （2） 镗导柱、导套孔。将定模板、动模板、型芯固定板叠合在一起，使

分模面紧密接触并加紧，镗导柱、导套孔，在孔内压入工艺定位销 后，加工侧面的垂直基准。

（3） 加工定模。用定模侧面的垂直基准确定定模上型芯中心的实际位置，

并以次作为加工基准，分别镗型芯孔φ34mm、φ10mm，并锪台肩φ 44mm×6mm、 φ14mm×6mm。

（4） 压入导柱、导套。将定模板、动模板、支撑板上分别压入导柱、导

套，使其导向可靠，滑动灵活。

（5） 装配型芯。在定模和型芯固定板孔内压入型芯，用镙孔复印法和压

销钉套法使型芯紧固在支撑板上，将其一起磨平。

（6） 通过型芯钻支撑板上的推杆孔。 （7） 通过支撑板钻推杆固定板上的孔。

（8） 在推杆固定板和支撑板和支撑板上加工限位螺钉和复位杆孔。 （9） 组装垫块和支撑板。

（10）加工定模座板。加工螺孔、销钉孔和导柱孔，并将浇口套、导柱套

压入定模座板。

（11）定模部分的装配。用平行夹头把它们加紧（浇口套的浇道孔与镶块

上的浇道口对中，在上面钻固定在注塑机上的孔，使其与注塑机相 配合。

（12）装配动模部分。修正推杆和复位杆的长度。 （13）完成装配后进行试模，并校验入库

【7】

8 试模过程中出现的问题及解决办法【7】

表三：试模过程中出现的问题及解决办法

总 结

经过近段的努力，在老师和同学们的指导和帮助下，我顺利地完成了这次的 毕业设计任务。经过这次的设计任务，使我对模具设计，特别是模具的设计过程 有了进一步地了解；对模具的基本结构、组装、调试、加工制造等方面有了深刻 理解。在设计的过程中，通过对制件的分析和对模具的设计的研究时，能够较好 地将课本上的理论知识应用与设计当中， 并且能够从整体， 宏观上去研究、 分析、 考虑设计问题。同时，在这次的设计过程中，还很大地程度上锻炼了自己的动手 能力，如：亲自去收集和查找有关资料，并从中又学会了一门新的课程《如何查 找资料和文献》；其次，通过搜寻大量的资料，还大大地锻炼了自己的画图、看 图、排版等方面的能力。最重要的是，经过这次毕业设计，使我真正地感受到了 集体的力量和学习方法。在设计过程中，难免会遇到技术或其他方面的难题，但 是通过老师的指导和与同学们的交流和虚心地请教都得到了解决， 使我最终顺利 地完成设计。

由于本人的水平有限，经验不足，在设计当中如有不妥之处，还恳请各位老 师指导更正。

致谢

经过一段时间的紧张工作，今日终于顺利完成毕业设计。在这里，我要忠 心地感谢一些在我的设计工作中给予我很大的帮助。

首先：我要感谢我的指导老师原老师，特别感谢原老师的近段设计期间对 我的指导和帮助，特别是在离校期间的关心。

其次：我要感谢的是我的同学们，在设计过程中遇到技术问题，通过与他 们的商讨和帮助，查阅资料，一一攻破难关，助我顺利地完成设计。

最后：我还要深深地感谢在工厂里的师傅们，在进行毕业设计期间，他们 给予我以模具制造与设计方面上的经验指导。

参考文献：

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【3】冯炳尧 模具设计与制造简明手册 上海 上海科学技术出版社 【4】张克惠 注塑模设计 【5】肖祥芷 模具设计大典（三） 【6】杨占尧 塑料注塑模结构与设计 【7】翟德梅 模具制造技术 【8】阎亚林 塑料模具图册 【9】黄虹

塑料成型加工与模具

西安 西北工业大学出版社 南昌 江西科学技术出版社 北京 清华大学出版社

新乡 河南机电高等专科学校 2001.7 北京 高等教育出版社 北京 北京

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【10】 薛严成公差配合与测量技术 【11】Tracy McGrady

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Publishing house of the mechanical industry